KR100291959B1

KR100291959B1 - 쇼트 드웰 코팅 장치

Info

Publication number: KR100291959B1
Application number: KR1019960700247A
Authority: KR
Inventors: 에이치. 부스커 리로이
Original assignee: 캠벨 레이몬드 더블유; 벨로이트 테크놀로지스 인코포레이티드
Priority date: 1993-08-24
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 2001-06-01
Also published as: CA2168365C; WO1995006164A1; US5538557A; FI960837A; DE69405573D1; BR9407449A; DE69405573T2; FI960837A0; JP2726871B2; FI108242B; CA2168365A1; KR960704122A; EP0715667B1; JPH08507964A; EP0715667A1

Abstract

본 발명은 백킹 부재(12)로 지지된 웨브(W)에 코팅물질을 코팅하는 체류시간이 짧은 코팅장치(10)에 관한 것이다. 상기 장치(10)는 상,하류 단부(18)(20)를 갖는 코팅 구간(16)을 형성하는 하우징(14)을 포함한다. 상기 코팅 구간(16)은 웨브(W)를 가로지르는 기계 횡방향으로 연장하며 코팅물질(22)의 공급원과 연결됨으로써 상기 코팅물질은 웨브(W)가 이동하여 코팅 구간(16)을 통과하는 동안에 웨브(W)에 코팅된다. 연장형 파이프(24)는 코팅 구간(16)내에 배치되며 그 구간(16)을 가로지르는 기계 횡방향(CD)으로 연장한다. 상기 파이프(24)는 코팅물질을 통과시키기 위한 개구(26)를 적어도 하나 이상 형성한다. 상기 파이프(24)는 코팅물질(22)의 공급원과 연결됨으로써 코팅물질(22)은 상기 파이프(24) 및 개구 수단(26)을 통해서 이동되어 코팅 구간(16)으로 공급된다. 날개(30)는 파이프(24)에 견고하게 고정되며 파이프(24)에서 멀어지는 웨브(W) 쪽의 기계 방향(MD)으로 연장하기 때문에 개구 수단(26)을 통해 공급된 코팅물질(22)은 상기 코팅 구간(16)예 동반된 공기 소용돌이를 감소시키기 위해 상기 날개(30)와 웨브(W) 사이에 유체역학적 웨지(32)를 발생시킨다. 측정 블레이드(34)는 코팅된 웨브(W)에서 과다 코팅 정도를 측정하기 위해 코팅 구간(16)의 하류 단부(20)에 인접하게 배치된다.

Description

[발명의 명칭]

쇼트 드웰 코팅 장치

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 웨브에 코팅 재료를 도포하는 코팅 장치로, 정지 시간이 짧은 쇼트 드웰 코팅 장치(short dwell coater apparatus)에 관한 것이다. 더 구체적으로는 백킹 부재(backing member)에 의해 지지되는 웨브에 코팅 재료를 공급하는 쇼트드웰 코팅 장치에 관한 것이다.

코팅 업계에서, 쇼트 드웰 코팅 장치를 사용하여, 백킹 롤로 지지된 웨브가이 코팅 장치를 지나 이동하는 중에 코팅 재료를 웨브 표면에 도포해 왔다.

특히, 쇼트 드웰 코팅 장치는 가압된 코팅 재료 공급원에 연결된 공동(空洞)이 형성된 하우징을 포함한다.

이 공동은 도포될 웨브가 지나 이동하는 통로인 도포 구간을 포함한다.

전술한 쇼트 드웰 코팅 장치가 갖는 하나의 장점은 웨브가 도포 구간을 지나이동하는 중에 웨브의 체류 시간(residence time)이 짧다는 점이다. 체류 시간이 짧으면 코팅 재료를 웨브에 도포할 때 코팅 재료가 웨브 표면으로 과도하게 침투하는 것이 방지된다. 따라서, 웨브에는 단지 매우 얇은 코팅재 막이 형성되므로, 코팅 작업에 필요한 코팅 재료의 양이 줄어들 수 있다.

또한, 웨브 표면에 침투하는 코팅 재료가 감소되기 때문에 최종적인 코팅 웨브의 강도가 유지되어 웨브의 파손이 줄어들 수 있다.

그러나, 특정 용례에 있어서, 코팅 재료를 웨브에 도포하는 압력을 증가시키면서도, 종래 기술의 코팅 장치 즉, 코팅 재료의 팬(pan)을 통해 회전하는 롤이 코팅 재료를 시트(sheet)에 도포하는 충만식 닙 코팅 장치(flooded nip coater)의 단점을 방지하는 것이 필요하다.

또한, 쇼트 드웰 코팅 장치를 3,000 ft/min을 초과해 작동시킬 때 최종 코팅층에 줄무늬가 생기는 것이 문제점이었다. 그러한 줄무늬는 웨브가 도포 구간을 지나갈 때 웨브에 동반되는 공기에 의해 발생된다. 공기는 이 도포 구간 내에 소용돌이(vortex)를 형성하며 이 소용돌이의 여파는 간헐적으로 쇼트 드웰 코팅 장치의 하류의 미터링 블레이드(metering blade)까지 미치고 또 이것을 넘게 됨으로써 최종 코팅 층에 줄무늬를 형성한다.

본 발명은 코팅 재료가 공급되는 기계 횡방향 파이프와 이 파이프에서 웨브쪽으로 연장되어 웨브와의 사이에 유체역학적 웨지(hydrodynamic wedge)를 발생시키는 날개(vane)를 구비하는 쇼트 드웰 코팅 장치를 제공함으로써 전술한 문제점들을 해결하고자 한다.

따라서, 본 발명은 시트 재료에 코팅을 도포하며, 도포 구간 내의 소용돌이를 제거한 쇼트 드웰 코팅 장치를 제공한다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 코틱 장치가 갖는 전술한 문제점들을 극복하여, 코팅 재료를 이동하는 웨브에 도포하는 기술 분야에 상당히 기여할 수 있는 쇼트 드웰 코팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 날개와 웨브 사이에 유체역학적 웨지를 발생시켜 도포 구간 내에 동반되는 공기 소용돌이를 감소시키는 날개를 구비하는 쇼트 드웰 코팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적과 장점들은 첨부된 도면와 관련된 이후의 상세한 설명을 통해 당업자들에게 분명히 밝혀질 것이다.

[발명의 요약]

본 발명은 백킹 부재에 의해 지지되는 웨브에 코팅 재료를 도포하는 쇼트 드웰 코팅 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이 장치는 상류 단부 및 하류 단부가 있는 도포 구간을 형성하는 하우징을 포함한다. 도포 구간은 웨브를 가로질러 기계 횡방향으로 연장한다. 상기 도포 구간은 코팅 재료 공급원과 연결되어 있어서 웨브가 도포 구간을 지나 이동하는 중에 웨브에 코팅 재료가 도포된다.

도포 구간 내에는 이 도포 구간을 가로질러 기계 횡방향으로 연장되는 긴 파이프가 배치된다. 이 파이프에는 코팅 재료가 통과하는 통로용 오리피스(orifice)수단이 형성된다. 도포 구간에 코팅 재료를 공급하기 위해 코팅 재료가 통로용 오리피스 수단과 파이프를 통해 흐르도록 파이프는 코팅 재료의 공급원과 연결된다.

날개는 파이프에 견고하게 고정되어 파이프로부터 웨브 쪽으로 기계 방향으로 연장된다. 이러한 배치에 의해, 통로용 오리피스 수단을 통해 공급되는 코팅 재료는 날개와 웨브 사이에 유체역학적 웨지를 발생시키므로, 도포 구간 내에 동반되는 공기 소용돌이가 줄어든다.

미터링 블레이드가 도포 구간의 하류 단부에 인접 배치되어 웨브로부터의 과잉의 코팅을 조정한다.

본 발명의 특정한 실시예에서, 하우징에는 과잉의 코팅 재료가 흐를 수 있는배출구가 더 형성된다.

또한, 하우징에는 그 상류 단부와 웨브 사이에 오버플로부(overflow)가 형성되므로, 도포 구간 내의 코팅 재료의 일부는 오버플로부를 지나 도포 구간으로부터넘쳐흐르게 된다.

긴 파이프는 제1 및 제2 단부를 포함하는데, 제1단부는 코팅 재료의 공급원에 연결된다. 긴 파이프의 제1 및 제2단부는 하우징과 회전 가능하게 협동한다.

본 발명의 특정 실시예에서, 웨브에 대한 날개의 배치가 변화될 수 있도록 하우징에 대해 파이프를 회전시키는 회전 수단이 마련된다. 이러한 구성에 의해, 파이프가 회전될 때 날개와 웨브 사이의 각도는 변화된다.

본 발명의 일실시예에서, 통로용 오리피스 수단은 파이프의 제1 단부와 제2단부 사이의 기계 횡방향으로 연장하는 긴 슬롯이다. 이 슬롯은 웨브 쪽을 향한다.

다른 실시예에서, 통로용 오리피스 수단은 파이프의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 이 파이프를 따라 일렬로 간격을 두고 형성된 복수 개의 구멍을 포함한다. 이들 구멍은 웨브 쪽을 향한다.

날개에는 상류 및 하류 말단부가 있다. 상류 말단부는 파이프에 견고하게 고정되며, 하류 말단부는 웨브에 인접 배치된다. 이렇게 구성되면, 코팅 재료는 통로용 오리피스 수단을 통해 날개의 상류로부터 하류 말단부를 향해 흐른다. 코팅 재료가 날개에 의해 웨브에 대해 가압되므로, 날개와 웨브 사이에 코팅 재료의 유체역학적 웨지가 발생한다. 이렇게 해서, 도포 구간의 상류 단부를 지나가는 공기 흐름에 의해 도포 구간에 동반될 수 있는 어떠한 공기 소용돌이도 날개에 의해 평온해지거나 그 발생이 억제되기 때문에 최종 도포된 웨브의 줄무늬화가 감소된다.

양호한 실시예에 있어서, 코팅 장치는 파이프와 웨브 사이의 거리를 제어 가능하게 조정하기 위해 하우징과 파이프 사이에 배치된 조정 수단을 더 포함한다.

당업자들은 첨부된 도면을 참조한 이후의 설명을 통해서 본 발명의 다양한 수정례와 변형례를 분명하게 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 그러한 수정례와 변형례는 첨부된 특허 청구의 범위가 한정하는 본 발명의 사상과 범위에 속한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 백킹 부재에 의해 지지되는 웨브에 코팅 재료를 도포하기 위한 본 발명에 따른 쇼트 드웰 코팅 장치를 도시한 측면 사시도.

제2도는 제1도의 2-2 선을 따라 취한 긴 파이프와 날개의 확대 단면도.

제2(a)도는 제2도와 유사한 본 발명의 변형례를 도시한 도면.

제3도는 제1도에 도시된 코팅 장치의 확대 측면도.

[실시예]

유사한 도면 부호는 도면에서 보았을 때 유사한 부분에 관한 것이다.

제1도는 도면 부호 10으로 표시된 본 발명에 따른 쇼트 드웰 코팅 장치의 사시도인데, 이 코팅 장치(10)는 백킹 부재(12)에 의해 지지되는 웨브(W)에 코팅 재료를 도포하는데 사용된다.

코팅 장치(10)는 상류 및 하류 단부(18, 20)를 각각 포함하는 도포 구간이 형성된 하우징(14)을 포함하는데, 이 도포 구간은 도면 부호 16으로 표시되었다.

도포 구간(16)은 화살표(CD)로 지시되듯이 기계 횡방향으로 연장되어 있다. 도포 구간(16)은 코팅 재료(22)의 공급원과 연결되어 있으므로, 코팅 재료(22)는 웨브(W)가 도포 구간(16)을 지나 이동하는 중에 웨브(W)에 도포된다.

도포 구간(16) 내에는 긴 파이프(24)가 배치되어 도포 구간(16)을 따라 기계의 횡방향(CD)으로 연장되어 있다. 제2도는 제1도의 2-2 선을 따라 취한 확대 단면도이다. 제2도는 코팅 재료(22)가 통과하는 통로용 오리피스 수단(26)이 형성된 파이프(24)를 도시한다. 이 파이프(24)는 코팅 재료(22)의 공급원과 연결되어 있으므로, 코틱 재료(22)는 화살표(28)로 지시된 바와 같이 파이프(24) 및 통로용 오리피스 수단(26)을 통해 흘러 도포 구간(16)으로 공급된다.

제3도는 제1도에 도시된 코팅 장치를 확대 도시한 측면 사시도로, 날개(30)를 도시하는데, 이 날개(30)는 파이프(24)에 견고하게 고정되고 파이프(24)로부터웨브(W)를 향해 화살표(MD)로 지시된 기계 방향으로 연장되어 있으므로, 화살표(28)로 지시되는 바와 같이 통로용 오리피스 수단(26)을 통해 공급되는 코팅 재료(22)는 날개(30)와 웨브(W) 사이에 유체역학적 웨지(32)를 발생시킨다. 그러한 유체역학적 웨지(32)로 인해 도포 구간(16) 내에 동반되는 공기 소용돌이는 감소된다.

웨브(W)로부터 과잉 코팅 정도를 조정하기 위해 미터링 블레이드(metering blade: 34)가 도포 구간(16)의 하류 단부(20)에 인접 배치되어 있다.

제3도에 도시된 바와 같이, 하우징(14)은 화살표(38)로 지시되는 것처럼 과잉의 코팅 재료가 배출될 수 있는 배출구(36)를 더 포함한다.

또한, 하우징(14)은 그 상류 단부(18)와 웨브(W) 사이에 오버플로부 (overflow: 40)를 형성하므로, 화살표(42)로 지시되는 것처럼 도포 구간 내의 코팅재료의 일부가 도포 구간(16)으로부터 이 오버플로부(40)를 지나 넘쳐흐르게 된다.

제2도는 제1도의 2-2 선을 따라 취한 확대 단면도로 긴 파이프(24)와 날개(30)를 도시한다. 제2도에 도시된 바와 같이, 긴 파이프(24)는 제1 및 제2 단부(44, 46)를 각각 포함한다. 파이프(24)는 제1 단부(44) 부근에서 코팅 재료(22)공급원에 연결되어 있다.

파이프(24)의 제1 및 제2 단부(44, 46)는 하우징(14)과 회전 가능하게 협동한다. 특히, 상기 하우징(14)은 파이프(24)의 각 단부(44, 46)를 회전 가능하게 지지하기 위해 각각의 단부(44, 46)를 수납하는 베어링(48, 50)을 포함한다.

긴 파이프(24)는 하우징(14)에 대해 파이프(24)를 회전시키는 도면 부호 52로 표시된 회전 수단을 포함한다. 회전 수단(52)은 제1 및 제2 아암(54, 56)을 각각 포함하는데, 이들 아암(54, 56)은 파이프(24)의 제1 및 제2 단부(44, 46)로부터연장되어 있다. 그와 같은 수단(54, 56)에 의해, 파이프(24)가 하우징(14)에 대해회전될 수 있으므로 웨브(W)에 대한 날개(30)의 배치가 변화될 수 있다. 이러한 배치에 의해, 화살표(58)로 지시되는 바와 같이 파이프(24)가 회전될 때 날개(30)와 웨브(W)간의 각도(59)는 변화된다.

제2도에 도시된 바와 같은 본 발명의 일실시예에서, 오리피스 수단은 파이프 (24)의 각각의 제1 및 제2 단부(44, 46) 사이에서 기계 횡방향(CD)으로 연장된 긴슬롯(26)이다. 이 슬롯(26)은 제3도에서 잘 도시된 바와 같이 웨브(W) 쪽을 향해 있다.

제2(a)도에 나타낸 바와 같은 본 발명의 변형례에서, 오리피스 수단(26A)은 파이프(24)의 제1 및 제2 단부(44, 46) 사이에 파이프(24)를 따라 일렬로 배치된 복수 개의 구멍(60, 61, 62)을 포함한다. 이들 구멍(60-62)은 웨브(W) 쪽을 향해 있다.

제1도 및 제2도에서, 날개(30)는 상류 및 하류 말단부(64, 66)를 각각 포함한다. 상류 말단부(64)는 파이프(24)에 견고하게 고정되어 있다. 하류 말단부(66)는 웨브(W)에 인접 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 통로용 오리피스 수단(26)을 통해 흐르는 코팅 재료(22)는 화살표(28)로 지시되는 것처럼 날개(30)의 상류 말단부(64)로부터 하류 말단부(66)를 향해 흐른다. 코팅 재료(22)는 날개(30)에 의해 웨브(W)에 대해 압박되므로, 날개(30)와 웨브(W) 사이에 코팅 재료(22)의 유체역학적 웨지(32)가 발생한다. 이렇게 구성되면, 도포 구간(16)의 상류 단부(18)를 지나가는 공기 흐름에 의해 도포 구간(16) 내에 동반되는 어떠한 공기 소용돌이도 날개(30)에 의해 평온해지거나 그 발생이 억제되므로, 최종 도포된 웨브(W)에 줄무늬가 생기는 것이 줄어든다.

제3도는 도면 부호 68로 표시된 조정 수단을 보여주는데, 이 조정 수단(68)은 파이프(24)와 웨브(W) 사이의 거리를 제어 가능하게 조정하기 위해 파이프(24)와 하우징(14) 사이에 배치되어 있다.

본 발명은 3,000 ft/min을 초과할 때 발생하는 줄무늬화의 문제를 극복하는쇼트 드웰 코팅 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 장치는 웨브에 도포되는 코팅의 도포 압력을 증가시킬 수 있다.

Claims

백킹 부재(backing member: 12)에 의해 지지되는 웨브(W)에 코팅 재료를 도포하는 쇼트 드웰 코팅 장치(short dwell coater apparatus: 10)로서, 도포 구간(16)을 형성하는 하우징(14)과, 긴 파이프(24)와, 날개(vane: 30)와, 미터링 블레이드(metering blade: 34)를 구비하며, 상기 도포 구간(16)은 상류 및 하류 단부(18, 20)가 있고, 웨브(W)를 가로질러 기계 횡방향(CD)으로 연장되고, 코팅 재료(22)의 공급원과 연결됨으로써, 상기 웨브(W)가 이 도포 구간(16)을 지나 이동하는 중에 상기 코팅 재료(22)가 이 웨브(W)에 도포되며; 상기 긴 파이프(24)는 도포 구간(16) 내에 배치되어 도포 구간(16)을 가로질러 기계 횡방향(CD)으로 연장되고, 코팅 재료(22)가 통과하는 통로용 오리피스(orifice) 수단(26)을 형성하고, 코팅 재료(22)의 공급원에 연결됨으로써, 코팅 재료(22)가 이 파이프(24)와 상기 통로용 오리피스 수단(26)을 통해 흘러 도포 구간(16)에 공급되며; 상기 날개(30)는 파이프(24)에 견고하게 고정되고, 파이프(24)로부터 웨브(W)를 향해 기계 방향(MD)으로 연장됨으로써, 통로용 오리피스 수단(26)을 통해 공급된 코팅 재료(22)가 날개(30)와 웨브(W) 사이에 유체역학적 웨지를 발생시키게 되어 도포 구간(16) 내에 동반되는 공기 소용돌이(vortex)가 감소되며; 상기 긴 파이프(24)는 웨브(W)에 대한 날개(30)의 배치가 변화될 수 있도록 하우징(14)에 대해 파이프(24)를 회전시키는 회전 수단(52)을 구비함으로써, 파이프(24)가 회전될 때 날개(30)와 웨브(W) 사이의 각도(59)가 변화되게 하며; 상기 미터링 블레이드(34)는 웨브(W)로부터의 과잉의 코팅 재료를 조정하기 위해 도포 구간(16)의 상기 하류 단부(20)에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 쇼트 드웰 코팅 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 하우징(14)에는 상기 과잉의 코팅 재료가 흐를 수 있는 배출구(36)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 쇼트 드웰 코팅 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 하우징(14)에는 이 하우징(14)의 상기 상류 단부(18)와 상기 웨브(W) 사이에 오버플로부(overflow: 40)가 더 형성됨으로써 상기 도포 구간(16) 내의 코팅 재료의 일부가 도포 구간(16)으로부터 상기 오버플로부(40)를 넘쳐흐를 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 쇼트 드웰 코팅 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 긴 파이프(24)는 상기 하우징(14)과 회전 가능하게 협동하는 제1 단부 및 제2 단부(44, 46)를 포함하며, 상기 제1 단부(44)는 상기 코팅 재료(22)의 공급원과 연결되는 것을 특징으로 하는 쇼트 드웰 코팅 장치(10).
제4항에 있어서, 상기 통로용 오리피스 수단(26)은 상기 파이프(24)의 제1 및 제2 단부(44, 46) 사이에서 기계 횡방향(CD)으로 연장되는 긴 슬롯(26)이며, 이 슬롯(26)은 상기 웨브(W) 쪽을 향하는 것을 특징으로 하는 쇼트 드웰 코팅 장치 (10).
제4항에 있어서, 상기 통로용 오리피스 수단(26A)은 상기 파이프(24)의 제1 및 제2 단부(44, 46) 사이에서 이 파이프(24)를 따라 일렬로 간격을 두고 형성된 복수 개의 구멍(60, 61, 62)을 포함하며, 이들 구멍(60, 61, 62)은 상기 웨브(W) 쪽을 향하는 것을 특징으로 하는 쇼트 드웰 코팅 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 날개(30)는 상류 및 하류 말단부(64, 66)를 구비하며,상기 상류 말단부(64)는 파이프(24)에 견고하게 고정되고 상기 하류 말단부(66)는 상기 웨브(W)에 인접 배치됨으로써, 상기 통로용 오리피스 수단을 통해 흐르는 상기 코팅 재료(22)가 상기 날개(30)의 상류 말단부(64)로부터 하류 말단부(66)를 향해 흐르고, 코팅 재료(22)가 날개(30)에 의해 웨브(W)에 대해 압박되어 날개(30)와 웨브(W) 사이에 코팅 재료(22)의 상기 유체역학적 웨지(32)가 발생되며, 도포 구간(16)의 상기 상류 단부(18)를 지나가는 공기 흐름에 의해 상기 도포 구간(16) 내에 동반되는 어떠한 공기 소용돌이도 날개(30)에 의해 평온해지거나 그 발생이 억제되어 최종 도포된 웨브(W)에 줄무늬가 생기는 것이 감소되는 것을 특징으로 하는 쇼트 드웰 코팅 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 파이프(24)와 상기 웨브(W) 사이의 거리를 제어 가능하게 조정하기 위해 상기 하우징(14)과 파이프(24) 사이에 배치되는 조정 수단(68)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼트 드웰 코팅 장치(10).